DD224329A1 - HIGHOCTANIC BLEARAR CARBURETTIVE FUEL - Google Patents
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Abstract
Das Ziel der Erfindung bestand darin, eine Kraftstoffzusammensetzung zu finden, die allen Qualitaetsanforderungen auch eines im Bleigehalt abgesenkten beziehungsweise unverbleiten Kraftstoffes genuegt und darueber hinaus die Nachteile bekannter Loesungen wie hohe Fluessigproduktverluste, Transport- und Lagerprobleme sowie hohe Produktionskosten vermindert beziehungsweise vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess geloest durch ein Gemisch aus Benzinkomponenten bestehend aus Pyrolysebenzin, hochoctanigen Leichtbenzin, Methyl-tertiaer-butylether und Siedeschnittreformat. An die Beschaffenheit dieser Komponenten hinsichtlich Olefingehalt, Aromatengehalt, Sauerstoffgehalt und teilweise ROZ werden Bedingungen gestellt. Der hohe Mischoctanzahleffekt dieses Systems wird im Sinne der Zielstellung genutzt.The aim of the invention was to find a fuel composition that meets all quality requirements of a lead content lowered or unleaded fuel and also reduces or avoids the disadvantages of known solutions such as high Fluessigproduktverluste, transport and storage problems and high production costs. This object is achieved according to the invention by a mixture of gasoline components consisting of pyrolysis gasoline, hochoctanigen mineral spirits, methyl tertiary-butyl ether and Siedeschnittreformat. Conditions are imposed on the nature of these components in terms of olefin content, aromatics content, oxygen content and partially RON. The high Mischoctanzahleffekt this system is used in the sense of the objective.
Description
Die Erfindung betrifft einen Vergaserkraftstoff mit hoher Octanzahl und niedrigem bzw. fehlendem Gehalt an metallorganischen Antiklopfmitteln zum Einsatz in hochverdichteten Ottomotoren.The invention relates to a gasoline fuel with high octane and low or missing content of organometallic anti-knock agents for use in high-compression gasoline engines.
Durch die teilweise schon erfolgte bzw. bevorstehende Herabsenkung des octanzahlverbessernden Bleigehaltes in den Vergaserkraftstoffen werden die Kraftstoffproduzenten gezwungen octanzahlsichernde Maßnahmen zu treffen. Welche Dimensionen diese haben müssen, geht schon daraus hervor, daß die Verringerung des Bleigehaltes zum Beispiel von 0,4 auf 0,15g Blei pro Liter eine Qctanzahlsenkung von 4 bis 6 Einheiten in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Kraftstoffes bewirkt.Due to the partial reduction or reduction of the octane-improving lead content in the carburettor fuels, which has already taken place or is imminent, the fuel producers are forced to take octane-reducing measures. The dimensions which these must have are already apparent from the fact that the reduction of the lead content, for example from 0.4 to 0.15 g lead per liter, causes a reduction in the number of octets of 4 to 6 units, depending on the composition of the fuel.
Zur Erreichung des dadurch notwendigen Octanzahlausgleichs werden im wesentlichen zwei Wege beschriften, deren erster in einer Verschärfung der Prozeßparameter katalytischer Veredlungsprozesse besteht und deren zweiter den Zusatz von sauerstoffhaltigen Komponenten mit sehr hohen Octanzahlen beinhaltet.In order to achieve the octane balance necessary for this purpose, essentially two ways will be described, the first of which consists of a tightening of the process parameters of catalytic finishing processes and the second of which involves the addition of oxygen-containing components with very high octane numbers.
Ein zu diesem Zwecke häufig modifizierter Prozeß ist das katalytische Reformieren von Benzinkohlenwasserstoffen durch Absenkung des Druckes beziehungsweise mehrstufiges Reformieren, wie zum Beispiel in der DD-PS 145112 beschrieben. In der DE-OS 2259794 und in der US-PS 3707460 werden Verfahren ausgeführt, weiche mit molekularsiebhaitigen Reformierkatalysatoren arbeiten und durch die Hydrocrackung vorrangig paraffinischer Bestandteile hohe Reformatoctanzahien erzeugen können.A process frequently modified for this purpose is the catalytic reforming of gasoline hydrocarbons by lowering the pressure or multi-stage reforming, as described for example in DD-PS 145112. In DE-OS 2259794 and US-PS 3707460 processes are carried out, which work with molecular sieve reforming catalysts and can produce high Reformatoctanzahien by the hydrocracking of primarily paraffinic constituents.
Eine selektivere Hydrocrackung der besonders octanzahlschwachen η-Paraffine, eingebunden in den Prozeß des katalytischen Reformierens, erfolgt nach DE-OS 2239282.A more selective hydrocracking of the particularly octane-weak η-paraffins, integrated into the process of catalytic reforming, takes place according to DE-OS 2239282.
Mit allen diesen Verfahren soll eine Octanzahlsteigerung im Reformat möglich sein, und es kann auch angenommen werden, daß trotz verringerter Zugabe bleihaltiger Antiklopfmittel damit hochoctanige Vergaserkraftstoffe produziert werden können.With all of these methods, an octane increase in the reformate should be possible, and it can also be assumed that, despite the reduced addition of lead-containing anti-knock agents, high-octane gasoline fuels can be produced.
Es ist aber Tatsache, daß aile diese Octanzahlerhöhungen, insbesondere nach DE-OS 2259294, US-PS 3707460 und DE-OS 2239282, mit hohen Flüssigproduktverlusten verbunden sind.However, it is a fact that all these octane increases, in particular according to DE-OS 2259294, US-PS 3707460 and DE-OS 2239282, are associated with high liquid product losses.
Der zweite Weg beinhaltet den Zusatz hochoctaniger sauerstoffhaltiger Komponenten, deren meistgenannte Methyl-tertiärbutylether (MTBE) und Methanol darstellen.The second approach involves the addition of high octane oxygen-containing components, the most commonly known being methyl tertiary butyl ether (MTBE) and methanol.
So wird entsprechend DE-OS 2419439 durch Zusatz von MTBE, Methanol und i-Propanol ein hoher Octanzahlzuwachs im Vergaserkraftstoff erreicht.Thus, in accordance with DE-OS 2419439, a high octane increase in the gasoline fuel is achieved by addition of MTBE, methanol and i-propanol.
Die Verwendung von i-Propanol oder eines anderen Alkohols mit mindestens drei Kohlenstoffatomen macht sich bei Einsatz von Methanol zur Phasenstabilisierung in nicht wasserfreier Umgebung erforderlich. In der EP-PS 49995 wird die Anwendung von MTBE und Alkoholen ebenfalls in Verbindung mit der lösungsvermittelnden Wirkung von i-Propanol beschrieben. Bei den Zusätzen sauerstoffhaltiger Komponenten hat sich in der Praxis bisher nur MTBE in größerem Umfang durchsetzen können, da die Transport-Umschlag- und Lagerungsprobleme im Falle methanolhaltiger Kraftstoffe noch nicht umfassend und kostengünstig gelöst werden konnten.The use of i-propanol or another alcohol having at least three carbon atoms requires the use of methanol for phase stabilization in a non-anhydrous environment. In EP-PS 49995 the use of MTBE and alcohols is also described in connection with the solution-mediating effect of i-propanol. In the case of additives containing oxygen-containing components, in practice only MTBE has been able to prevail on a larger scale, since transport-handling and storage problems in the case of methanol-containing fuels could not yet be solved comprehensively and inexpensively.
Der Zusatz von MTBE als einzige Maßnahme zum Octanzahlenausgleich erweist sich jedoch als nicht ökonomisch, so daß nach weiteren Möglichkeiten zur Octanzahlerhöhung der Vergaserkraftstoffe, gegebenenfalls in Kombination mit MTBE, gesucht werden muß.However, the addition of MTBE as the sole octane balance countermeasure proves not to be economical so that further possibilities for increasing the octane of the carburetor fuels, optionally in combination with MTBE, must be sought.
Das Ziel der Erfindung ist ein Kraftstoff der allen Qualitätsanforderungen auch hinsichtlich eines im Bleigehalt abgesenktem beziehungsweise unverbleiten Kraftstoffes genügt und darüber hinaus die Nachteile bekannter Lösungen wie hoher Flüssigproduktverluste, Transport- und Lagerprobleme sowie hohe Produktionskosten vermindert beziehungsweise vermeidet.The aim of the invention is a fuel which satisfies all quality requirements also with regard to a lead content lowered or unleaded fuel and moreover reduces or avoids the disadvantages of known solutions such as high liquid product losses, transport and storage problems and high production costs.
Es bestand die Aufgabe eine Kraftstoffzusammensetzung zu finden, die eine hohe Octanzahl des Kraftstoffes auch bei Absenkung bzw. Eliminierung des Bleigehaltes gewährleistet. Die Aufgabe wird durch einen hochoctanigen, bleiarmen und gegebenenfalls bleifreien Vergaserkraftstoff, bestehend aus den Komponenten A, B, C und D, wobei die Komponente A ein im Benzinbereich siedendes Flüssigprodukt der pyrolytischen Olefinerzeugung, die Komponente B ein unterhalb 373 K siedendes Leichtbenzin, die Komponente C Methyl-tertiär-butylether, gegebenenfalls in Kombination mit Alkoholen, und die Komponente D ein Siedeschnittreformat darstellt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daßIt was the object to find a fuel composition that ensures a high octane number of the fuel even when lowering or eliminating the lead content. The object is achieved by a highly octane, low-lead and optionally lead-free gasoline fuel, consisting of the components A, B, C and D, wherein the component A is a liquid in the gasoline range boiling liquid product of pyrolytic olefin production, the component B below 373 K boiling light gasoline, the component C is methyl tertiary-butyl ether, optionally in combination with alcohols, and component D is a Siedeschnittreformat inventively achieved in that
— die Komponente A mit 10 bis 45 Vol.-% in der Gesamtmischung enthalten ist und eine Summe aus Bromzahl in Gramm Brom pro 100ml plus Aromatengehalt in Ma.-%von 95 bis 105 aufweist sowie einen Siedebeginn von 303 bis 373K besitzt,The component A is contained in the total mixture at 10 to 45% by volume and has a sum of bromine number in grams of bromine per 100 ml plus aromatic content in% by weight of 95 to 105 and has a boiling point of 303 to 373 K,
— die Komponente B mit 20 bis 40Vol.-% in der Gesamtmischung enthalten ist, aus einem i-Butan bis n-Heptan enthaltendem Leichtbenzin einer Mindestoctanzahl von ROZ 78 bei einer Sensitivity von höchstens 3 Octanzahleinheiten besteht,Component B is present at 20 to 40% by volume in the total mixture, consisting of a light gasoline containing i-butane to n-heptane and having a minimum octane number of RON 78 at a sensitivity of at most 3 octane units,
— die Komponente C mit 5 bis 15Vol.-% in der Gesamtmischung enthalten ist und eine Kohlenstoffzahl von höchstens 5 und einem Sauerstoffgehalt von mindestens 18Ma.-% aufweist,The component C is contained in the total mixture at 5 to 15% by volume and has a carbon number of at most 5 and an oxygen content of at least 18% by mass,
— die Komponente D mit 5 bis60Vol.-% in der Gesamtmischung enthalten ist und ein von 363 bis 389 K zu sieden beginnendes Siedeschnittreformat mit einer gegenüber stabilisiertem jedoch undestilliertem Reformat einer Mindestoctanzahl von ROZ 91,5 um höchstens 6 Einheiten größeren ROZ darstellt und der Quotient aus ROZ des Siedeschnittreformates minus ROZ des Gesamtreformates geteilt durch 100 minus ROZ des Gesamtreformates einen Wert von 0,625 bis 0,750 besitzt,Component D is present at 5 to 60% by volume in the total mixture and is a boiling cut format starting from 363 to 389 K with a stabilized but undistilled reformate of a minimum octane number of ROZ 91.5 of at most 6 units larger RON and the quotient has a value of 0.625 to 0.750 from ROZ of the boiling cut reformate minus RON of the total reform divided by 100 minus RON of the total reformate,
wobei in der Gesamtmischung ein Verhältnis von Aromaten in Ma.-% zu Bromzahl in Gramm Brom pro 100ml zu Sauerstoffgehalt in Ma.-% von 4 zu 1 zu 0,25 bis 10 zu 1 zu 0,20 eingehalten wird.wherein in the total mixture a ratio of aromatics in% by mass to bromine number in grams of bromine per 100 ml to oxygen content in% by mass of 4 to 1 to 0.25 to 10 to 1 to 0.20 is maintained.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und Komponentencharakterisierung Octanzahlen in der Gesamtmischung enthalten werden, die weit oberhalb des Erwartungswertes liegen.It has now surprisingly been found that when the composition according to the invention and component characterization are observed, octane numbers are contained in the overall mixture which are far above the expected value.
Diese hohen Mischoctanzahlen der ROZ und der MOZ sind um Ausführungsbeispiel auf das Siedeschnittreformat bezogen. Sie stellen aber eine Eigenschaft des Gesamtsystems dar und werden bei Nichteinhaltung der angegebenen Grenzen und Produktcharakterisierung auch einer anderen Komponente als Siedeschnittreformat nicht erreicht.These high Mischoctanzahlen the RON and the MOZ are related to embodiment of the Siedeschnittreformat. However, they represent a characteristic of the overall system and, if the specified limits and product characterization are not adhered to, also a component other than a boiling cut format is not achieved.
Die Einhaltung der geforderten Summe aus Aromatengehalt in Ma.-% plus Bromzahl in Gramm Brom pro 100ml 95 bis 105 in Pyrolysebenzin kann durch Anhebung des Siedebeginns dieser Komponente erfolgen, da die bromaddierenden Komponenten vorrangig im niedrigen C-Zahlbereich enthalten sind. Auf gleicher Weise wird auch eine Erhöhung des Aromatengehaltes erreicht.Compliance with the required sum of aromatic content in Ma .-% plus bromine in grams of bromine per 100ml 95 to 105 in pyrolysis gasoline can be done by increasing the boiling point of this component, since the bromaddierenden components are mainly included in the low C-number range. In the same way, an increase in the aromatic content is achieved.
Die Leichtbenzinkomponente B kann ein Alkylat, Isomerisat, Hydrocrackprodukt aber auch ein Gaskondensat aus der Raffineriegasverarbeitung sein, dessen Siedeende unter Beachtung der Mindestoctanzahlforderung von ROZ 78 und Sentitivity von höchsten 3 Einheiten gegebenenfalls durch geeignete Maßnahmen abgesenkt werden muß.The light benzene component B may be an alkylate, isomerate, hydrocracked product but also a gas condensate from the refinery gas processing, the boiling end of which must be lowered, taking into account the Mindestoctanzahlforderung of RON 78 and Sentitivity of the highest 3 units, if appropriate by suitable measures.
Die Komponente C besteht vorzugsweise aus Methyl-tertiär-butylether, dessen Octanzahlsteigernde Wirkung hinlänglich bekannt ist. Durch die außerordentlich hohen Mischoctanzahleffekte im beschriebenen System kann die Konzentration dieser Komponente im beanspruchten Bereich vermindert und damit eine Kostenreduzierung erreicht werden.Component C is preferably methyl tertiary butyl ether, the octane-increasing effect of which is well known. Due to the extremely high Mischoctanzahleffekte in the described system, the concentration of this component can be reduced in the claimed range and thus a cost reduction can be achieved.
Das Siedeschnittreformat wird durch Destillation eines Gesamtreformates hergestellt, dessen ROZ bevorzugt größer als 93 ist, wodurch die ROZ des Siedeschnittreformates Werte von 96,5 bis 99 annimmt.The crude cut format is prepared by distilling a total reformate whose RON is preferably greater than 93, whereby the RON of the boiling cut reformate will be in the range of 96.5 to 99.
Eine Überschreitung der zulässigen Octanzahldifferenz von 6 ROZ-Einheiten beispielsweise durch Destillation eines Gesamtreformates mit ROZ 91 zu einem Siedeschnittreformat mit ROZ 98 führt zu einem beträchtlichen Mischoctanzahlverlust.Exceeding the allowable octane difference of 6 RON units, for example, by distilling a total reformate with ROZ 91 to a boiling cut reformate with RON 98 results in a significant amount of mixed octane loss.
Darüber hinaus wird auch die Menge an Siedeschnittreformat stark vermindert, was sich auf die produzierte Gesamtmenge des hochoctanigen Kraftstoffs negativ auswirken karri. Fin weiterer Nachteil bei einer solchen Verfahrensweise besteht in der Erhöhung des Abdampfrückstandes und des Siecieendes in der Gesamtmisciiung.In addition, the amount of boiled crop reformate is also greatly reduced, which adversely affects the total amount of high octane fuel produced. Fin further disadvantage with such a procedure consists in the increase of the evaporation residue and the Siecieendes in the Gesamtmisciiung.
Ein erfindungsgemäß hergestellter Vergaserkraftstoff besitzt zum Beispiel folgende Zusammensetzung:A gasoline fuel produced according to the invention has, for example, the following composition:
Pyrolysebenzin, Siedebeginn 308 K 15 Vol.-%Pyrolysis gasoline, boiling point 308 K 15% by volume
Gaskondensat, bis 338 K siedend, 30 Vol.-%Gas condensate, boiling to 338 K, 30% by volume
MTBE 7Vol.-%MTBE 7Vol .-%
Siedeschnittreformat, Siedebeginn 383 K 48 Vol.-%Siedeschnittreformat, boiling start 383 K 48 Vol .-%
und erfüllt alle Qualitätskriterien.and meets all quality criteria.
Der durchschnittliche Octanzahlgewinn bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffzusammensetzung entspricht einer herkömmlich praktizierenden Erhöhung der Reformierschärfe von zum Beispiel ROZ 93 auf ROZ 96 bis 97, wodurch bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftstoffes ein Flüssigausbeuteverlust von 2,5 bis 4Ma.-% vermieden werden kann.The average octane gain in the fuel composition of the present invention corresponds to a conventional practice of increasing the reforming power of, for example, RON 93 to RON 96-97, thereby avoiding a liquid yield loss of 2.5 to 4 mass% in the manufacture of the fuel of the invention.
Der Zusatz von Methanol anstelle der Erhöhung der Reformierschärfe müßte 6 bis 9VoI.-% betragen und wäre auch nur dann durchführbar, wenn mindestens 3VoI.-% lösungsvermittelnde, höhersiedende Alkohole zugefügt werden.The addition of methanol instead of increasing the Reformierschärfe should be 6 to 9VoI .-% and would only be feasible if at least 3VoI .-% solution-promoting, higher-boiling alcohols are added.
Zur Verdeutlichung des Octanzahlgewinns des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden Testmischungen hergestellt und gemäß TGL untersucht.To clarify the octane gain of the method according to the invention, test mixtures were prepared and analyzed according to TGL.
Reformate mit den ROZ-Werten 91,2 (Probe A), 92,5 (Probe B) und 93,3 (Probe C) wurden zu Siedeschnittreformaten mit einer gleichen ROZ von 98 verarbeitet, danach analytisch untersucht, anschließend gleiche Mischungen bestehend aus 20 Vol.-% Pyrolysebenzin (363 bis 478 K siedend)/1/Reformats with ROZ values 91.2 (sample A), 92.5 (sample B), and 93.3 (sample C) were processed to boiling fraction with an equal RON of 98, then analyzed analytically, followed by similar mixtures consisting of 20 Vol .-% pyrolysis gasoline (363 to 478 K boiling) / 1 /
35 Vol.-% C4-Ce-Schnitt aus der Gaskondensation35 vol .-% C 4 -C e cut from the gas condensation
10 Vol.-% Methyl-Tertiär-Butylether10% by volume of methyl tertiary butyl ether
35 Vol.-% Siedeschnittreformat35 vol.% Boiling cut size
hergestellt, mit Bleitetraethyi bis zu einem Gehalt von 0,13g Blei pro Liter versetzt und diese wiederum gemäß TGL 6428 untersucht.prepared with lead tetraethyi up to a content of 0.13 g lead per liter and these in turn examined according to TGL 6428.
(1 i Das Pyrolyseberuin war relativ oiefinarm und wies eine Bromzahl von 18 und einem Aromatengehalt von 79 Ma.-% auf.(1 i The pyrolysis berry was relatively low in oxygen and had a bromine number of 18 and an aromatic content of 79% by mass.
Tabelle 2: Ausgewählte Kenndaten der Kraftstoffproben nach TGLTable 2: Selected characteristics of the fuel samples according to TGL
Mischung mit Probe A ProbeB Probe CMixture with Sample A Sample B Sample C
Sieoeende,K 473 470 468Sieoeende, K 473 470 468
Abdampf rückstandSteam residue
mg/100 ml 5,5 4,1 2,7mg / 100 ml 5.5 4.1 2.7
Eine ROZ-Steigerung des Grundreformates um ca. 2 Einheiten bei gleicher ROZ des daraus hergestellten Siedeschnittreformates bewirkt eine Erhöhung der Mischoctanzahlen bezogen auf die Komponente D (Siedeschnittreformat) gegenüber Probe A von:An increase in the RON of the basic reformate by about 2 units with the same ROZ of the boiling cut reformate produced therefrom causes an increase in the mixed octane numbers relative to the component D (boiling cut reformate) compared to sample A of:
Probe B Probe CSample B Sample C
Einheiten bei der ROZ +2,0 +3,1Units at the RON +2.0 +3.1
bei der MOZ +2,6 +3,7at the MOZ +2,6 +3,7
Die Bedingungen des Anspruchs 1, ROZ des Siedeschnittreformates minus ROZ des Gesamtreformates geteilt durch minus ROZ dss Gesamtreformates von 0,625 bis 0,75 werden durch die Siedeschnittreformate B und C, nicht aber durch A erfüüt.The requirements of claim 1, ROZ of the boiling cut reformate minus ROZ of the total reform divided by minus RZ dss total reformate from 0.625 to 0.75 are fulfilled by the boiling section reforms B and C, but not by A.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung zeigt sich neben einer Verbesserung des Abdampfrückstandes und der Siedaanaiyse insbesondere in der Erhöhung der zur Produktion hochoctaniger, bieiarmer Vergaserkraftstoffe möglichen Reformatanteile. Aus dem Ergebnis der Probe C läßt sich eine weitere Substitution von MTBE ableiten.The advantage of the solution according to the invention is shown, besides an improvement in the evaporation residue and the boiling tendency, in particular in the increase in the proportion of reformate components which are suitable for the production of high-octane, low-carburetted gasoline fuels. From the result of the sample C, a further substitution of MTBE can be derived.
Claims (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD25484783A DD224329A1 (en) | 1983-09-15 | 1983-09-15 | HIGHOCTANIC BLEARAR CARBURETTIVE FUEL |
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- 1983-09-15 DD DD25484783A patent/DD224329A1/en unknown
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